5주차. 네트워크 레이어
1. IP주소에 대해서 설명해주세요.
IP 주소는 네트워크에서 호스트와 라우터의 각 인터페이스마다 할당되어 있는 식별 번호 입니다.
"IP 주소는 컴퓨터 네트워크에서 통신 장치를 식별하기 위해 사용되는 고유한 숫자입니다."
2. IPV4와 IPV6는 어떤 차이점이 있을까요?
IPv4에서는 주소를 4바이트로 표현하고, IPv6에서는 주소를 16바이트로 표현합니다.
IPv4에서 제공되는 주소 개수의 한계 때문에 IPv6가 등장했습니다.
IPv6는 보편화 단계에 있으며 IPv4와 혼용해서 사용하기 위해 터널링 기법을 사용합니다.
"IPv4와 IPv6의 가장 큰 차이점은 주소 길이와 형식입니다.
IPv4는 32비트 주소를 사용하고, IPv6는 128비트 주소를 사용합니다.
이로 인해 IPv6는 더 많은 주소를 제공하며, IPv6는 IPv4보다 더 많은 기능을 제공합니다.
그러나 IPv6의 보급이 아직 미흡하며, IPv4가 여전히 널리 사용되고 있습니다."
3. 서브넷과 서브넷 마스크에 대해 설명해주세요.
서브넷은 네트워크의 특정 네트워크입니다. IPv4 주소의 네트워크 부분을 통해 서브넷을 식별할 수 있습니다.
서브넷 마스크는 네트워크와 호스트의 구분점이라고 할 수 있습니다.
IPv4 주소는 네트워크 부분과 호스트 부분 2개로 구성되어있는데, 서브넷 마스크는 이 2개를 구분하는 표시와 같은 것으로 서브넷 마스크의 ‘1’ 비트는 네트워크 부분, ‘0’비트는 호스트 부분을 나타냅니다.
"서브넷은 대형 네트워크를 작은 네트워크 그룹으로 분할하는 것을 의미하며, 각 서브넷은 고유한 IP 주소 범위를 가지고 있습니다.
서브넷 마스크는 IP 주소의 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하여 특정 IP 주소가 어떤 네트워크에 속하는지를 결정합니다.
4. 라우팅이 뭘까요?
라우터가 패킷을 어디로 전송할지 결정하는 것을 라우팅이라고 합니다.
라우팅은 패킷 수신자의 IP주소, 네트워크 홉 정보 등을 기반으로 이루어집니다.
"라우팅은 네트워크에서 데이터 패킷이 출발지에서 목적지로 이동하는 경로를 결정하는 과정입니다.
이를 위해 라우터는 목적지 IP 주소를 기반으로 패킷을 전달할 다음 호스트 또는 네트워크로의 경로를 선택합니다.
이를 통해 네트워크 트래픽을 효율적으로 전달하여 네트워크의 성능을 향상시킵니다."
5. Public IP와 Private IP 차이는 뭘까요?
공인(퍼블릭) IP는 인터넷에서의 IP 주소입니다. ICANN이라는 조직으로부터 관리를 받습니다.
사설(프라이빗) IP는 기업이나 가정의 네트워크 등 한정된 특정 조직 내부에서 사용되는 IP주소 입니다.
"Public IP와 Private IP의 주요 차이점은 공개적으로 접근 가능한지 여부에 있습니다.
Public IP는 인터넷에서 접근 가능하며 전 세계적으로 고유한 주소이지만,
Private IP는 주로 가정이나 사무실의 내부 네트워크와 같은 특정 로컬 네트워크에서만 접근이 가능합니다."
6. 라우팅 프로토콜에 대해서 설명해주세요.
라우팅을 위한 라우팅 테이블을 만들기 위해서,
네트워크 경로 정보를 주고받기 위해 사용되는 프로토콜을 라우팅 프로토콜이라고 합니다.
라우팅 프로토콜은 AS 내부를 제어하는 IGP와, AS 사이를 제어하는 EGP로 나뉩니다.
IGP의 RIP은 거리와 방향를 기반으로 경로를 계산하고, OSPF는 링크 상태를 기반으로 경로를 계산합니다.
EGP의 BGP는 경로와 방향을 기반으로 경로를 계산합니다. 경로는 수신지까지 경유하는 AS를 나타냅니다.
"라우팅 프로토콜은 네트워크에서 데이터 패킷의 경로를 결정하기 위한 프로토콜입니다.
이는 네트워크 장비인 라우터가 사용하는 규칙 집합을 나타내며, 정적 라우팅 프로토콜과 동적 라우팅 프로토콜로 구분됩니다.
동적 라우팅 프로토콜은 네트워크 상황에 따라 경로를 동적으로 조정하여 최적의 경로를 찾아줍니다."
7. IP는 어떻게 할당될까요?
IP는 정적으로 할당할 수도 있고, 동적으로도 할당할 수도 있습니다.
정적 할당은 각 호스트별로 네트워크 관리자가 수동으로 IP 주소를 할당해주는 방식입니다.
동적 할당은 DHCP와 같은 프로토콜을 통해 자동으로 호스트에 IP주소를 할당해주는 방식입니다.
DHCP는 브로드캐스트와 유니캐스트를 통해, UDP 기반으로 네트워크에 새롭게 참여한 호스트에게 IP주소를 할당해줍니다.
"IP 주소는 정적으로, 동적으로도 할당할 수 있습니다.
정적 할당은 네트워크 관리자가 수동으로 IP 주소를 지정하고,
동적 할당은 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버를 사용하여 장치에 자동으로 IP 주소를 할당합니다."
DHCP
: IP 주소, 서브넷마스크, 디폴트 게이트웨이 주소, DNS 서버 주소 등의 구성정보 자동 할당
장점
- 사용자 편의성
- IP 주소 절약 (필요할 때만 할당)
디폴트 게이트웨이 주소
: 자신의 네트워크에 연결된 라우터의 주소.
목적지 주소가 동일 네트워크에 존재하지 않을 때 IP 데이터그램을 전달할 다음 홉 주소
DNS 서버 주소
: 지역 DNS 서버 주소
8. NAT가 뭘까요?
NAT는 외부(공인)IP와 내부(사설)IP를 변환 시켜주는 프로토콜입니다.
예를 들어 내부망에서 외부망으로, 외부망에서 내부망으로 패킷이 송수신 될 때
중간에서 NAT 테이블을 통해 주소를 변환시켜 줍니다.
"NAT(Network Address Translation)는 내부 네트워크와 외부 네트워크 간에 IP 주소를 변환하는 프로세스를 말합니다.
주로 IP 주소 부족 문제를 해결하고, 네트워크 보안을 강화하며, 내부 서버를 보호하는 데 사용됩니다."
1) NAT
: 사설 네트워크에 연결된 호스트의 사설 IP 주소와 인터넷의 공인 IP 주소 간의 변환 프로토콜
장점
- 인터넷을 접속할 때만 공인 IP 주소 사용 (IP 주소 절약)
- 호스트의 IP 주소 외부 노출 방지 (보안성 제고)
2) NAPT
: 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 변환과 포트 번호 변환을 동시 수행
포트 번호(16bit)
→ 대부분의 장치가 port 번호를 다 사용하지 않음
→ 구분하는데 활용
장점
- 하나의 공인 IP 주소에 여러 개의 사설 IP 주소 변환
- IP 주소 부족 문제를 획기적으로 개선
9. ICMP가 뭘까요?
ICMP는 IP 프로토콜 레벨의 통신을 체크하거나, 다양한 에러를 알려주는 역할을 하는 프로토콜입니다.
특정 호스트의 네트워크 상태를 파악하기 위해 ping 명령어를 사용할 수 있는데,
이 때 ping은 ICMP 패킷을 송신하여 네트워크를 진단하게 해주는 명령어입니다.
"ICMP(Internet Control Message Protocol)는 네트워크 장비 간에 제어 및 오류 메시지를 전송하기 위해 사용되는 프로토콜입니다.
주로 네트워크의 상태를 모니터링하고 네트워크 장애를 진단하는 데 사용됩니다.
예를 들어 에코 요청과 응답, 목적지 도달 불가, 출발지 억제, 시간 초과 등의 에러를 알려줍니다."
ICMP 개요
IP 특징
- 비연결형 서비스 : 통신 상대방의 상태 미확인
- 비신뢰적 서비스 : 전송 오류에 대한 미확인
ICMP
- IP 데이터그램 전달 오류에 대한 보고 서비스
- IP 데이터그램 전달을 위한 상태 정보 질의 서비스